(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む物品であって、
前記繊維が、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈ（式中、Ｒは、有機基または無機基である）を有する化合物から形成されたものであり、
前記繊維上に、前記化合物のＳｉ‐Ｈによる金属の還元反応によって前記金属が堆積されており、前記金属が、銅、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、およびこれらの組合せからなる群から選択され、前記繊維が、エレクトロスピニングされたものである、物品。
【請求項２】
前記繊維が、ミクロン-及びナノメートル-スケールの直径を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記化合物が、シラン、シロキサン、およびこれらの組合せからなる群から選択されるモノマーとしてさらに定義される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項４】
Ｒが、少なくともケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物としてさらに定義され、前記ケイ素モノマーが、オルガノシラン、オルガノシロキサン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項５】
Ｒが、平均単位式：ＲｘＳｉＯｙ／２（式中、Ｒは、有機基であり、ｘは０．１〜２．２の数であり、ｙは１．８〜３．９の数である）を有するシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサンを含む、請求項１または２に記載の物品。
【請求項６】
Ｒが、少なくとも２種のケイ素モノマーの重合生成物としてさらに定義され、前記ケイ素モノマーが、オルガノシラン、オルガノシロキサン、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項７】
前記物品が不織布である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
繊維を含む物品の製造方法であって、
Ａ）化合物のエレクトロスピニングによって繊維を形成させる工程であって、前記化合物が、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈ（式中、Ｒは、有機基または無機基である）を有する工程と、
Ｂ）前記化合物のＳｉ‐Ｈによる金属の還元反応によって前記金属を前記繊維上に堆積させて、物品を形成させる工程と
を含み、
前記金属が、銅、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、およびこれらの組合せからなる群から選択される、方法。
【請求項９】
前記化合物を、前記金属を含む溶液中に浸漬させる工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記物品がエレクトロスピニングされた不織繊維のマットである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、物品およびその物品の製造方法に関する。より詳細には、この物品は、特定の化合物から形成され、その上に金属が堆積されている繊維を含む。
【背景技術】
【０００２】
ミクロ‐およびナノ‐の直径を有する繊維の開発は、現在、産業界、学界、政府プログラムにおける活発な研究開発の焦点である。これらの種類の繊維は、多種多様な有機および無機材料、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリチオフェン、およびヨウ素をドープしたポリアセチレンなどから形成され得る。この種の繊維は、疎水性の生体ポリマー（例えば、タンパク質、多糖類、コラーゲン、フィブリノゲン、絹、およびヒアルロン酸など）、ならびに、ポリエチレンおよび合成親水性ポリマー（例えば、ポリエチレンオキシドなど）からも形成され得る。
【０００３】
これらの種類の繊維の多くは、当分野でエレクトロスピニングとして知られた方法によって形成され得る。エレクトロスピニングは、電荷を用いて繊維マットを形成させる工程を含む用途の広い方法である。典型的には、エレクトロスピニングは、溶液をシリンジに投入する工程と、この溶液をシリンジポンプによりシリンジの先端に押しやって先端で液滴を形成させる工程とを含む。エレクトロスピニングは、通常、電圧を針に印加して、溶液の帯電ジェットを形成させる工程も含む。このジェットは、接地されたコレクターに堆積されるまで、静電反発力により連続的に長く伸ばされ、吹き付けられ、これによって不織繊維マットが形成される。
エレクトロスピニングによって形成された繊維は、医療用および特異な用途を含む多種多様な産業において利用することができる。より具体的には、これらの種類の繊維は、特定の複合体を補強するため使用されてきた。これらの繊維は、医療診断、ガスの分離、浸透圧、および水処理などに用いるナノメートルチューブを製造するためにも用いられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／１７３６０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多種多様な繊維が製造され、多くのさまざまな用途に使用されているが、官能化され、その上に金属が堆積されている繊維から形成された物品が形成される可能性が残されている。このような物品の形成方法を開発する余地も残されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、物品およびその物品の形成方法を提供する。この物品は、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有する化合物から形成された繊維を含む。この繊維は、その上に堆積された金属も有する。この物品を形成させる方法は、この化合物のエレクトロスピニングによって繊維を形成させる工程を含む。本発明は、化合物と金属との反応生成物を含む繊維からなる物品も提供する。この物品は、本発明の方法を用いて、効率的かつ最小限の工程数で形成させることができる。加えて、エレクトロスピニングの工程によって、小さい直径を有する繊維を効率的に形成させること、および、繊維上に堆積された金属のナノ構造を含む階層的な構造を形成させることが可能になる。
【０００７】
本発明のその他の利点は、添付の図面と関連させて考察しながら以下の詳細な記述を参照することによってより深く理解され、その真価が容易に認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、一般式：［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサンを含む第一のケイ素モノマー９０質量％と、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーンを含む第二のケイ素モノマー１０質量％との重合生成物を含む化合物から形成された繊維上に堆積された、ロジウムナノ粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａで示したロジウムナノ粒子の拡大図である。
【図２Ａ】図２Ａは、一般式：［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサンを含む第一のケイ素モノマー９０質量％と、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーンを含む第二のケイ素モノマー１０質量％との重合生成物を含む化合物から形成された繊維上に堆積された、白金ナノ粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａで示した白金ナノ粒子の拡大図である。
【図３Ａ】図３Ａは、一般式：［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサンを含む第一のケイ素モノマー９０質量％と、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーンを含む第二のケイ素モノマー１０質量％との重合生成物を含む化合物から形成された繊維上に堆積された、銀ナノ粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａで示した銀ナノ粒子の拡大図である。
【図４Ａ】図４Ａは、一般式：［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサンを含む第一のケイ素モノマー９０質量％と、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーンを含む第二のケイ素モノマー１０質量％との重合生成物を含む化合物から形成された繊維上に堆積された、パラジウムナノ粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａで示したパラジウムナノ粒子の拡大図である。
【図５Ａ】図５Ａは、一般式：［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサンを含む第一のケイ素モノマー９０質量％と、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーンを含む第二のケイ素モノマー１０質量％との重合生成物を含む化合物から形成された繊維上に堆積された、金ナノ粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａで示した金ナノ粒子の拡大図である。
【図６Ａ】図６Ａは、一般式：［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサンを含む第一のケイ素モノマー９０質量％と、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーンを含む第二のケイ素モノマー１０質量％との重合生成物を含む化合物から形成された繊維上に堆積された、イリジウムナノ粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａで示したイリジウムナノ粒子の拡大図である。
【図７Ａ】図７Ａは、ケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物を含む化合物から形成された繊維の走査型電子顕微鏡画像である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａで示した繊維の拡大図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第一および第二のケイ素モノマーの重合生成物を含む化合物から形成された繊維の走査型電子顕微鏡画像である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａで示した繊維の拡大図である。
【図９】図９は、エレクトロスピニングされたものであり、かつ、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈ（式中、Ｒは、有機基または無機基である）を有する化合物の反応生成物から形成された不織繊維を含む物品（例えば、マット）の走査型電子顕微鏡画像である。
【図１０】図１０は、エレクトロスピニング装置を一般的に説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、図９に示すように、繊維１４を含む物品１２を提供する。この物品１２は、繊維１４の単一の層を含んでいても、繊維１４の複数の層を含んでいてもよい。したがって、物品１２は、典型的には、少なくとも０．０１μｍの厚さを有する。より典型的には、物品１２は、約１μｍ〜約１００μｍ、より典型的には約２５μｍ〜約１００μｍの厚さを有する。物品１２は、何ら特定の繊維１４の層の数のものに限定されず、１層以上有していればよい。繊維１４は、当分野で知られた任意の方法によって形成させることができ、織物でも不織でもよく、物品１２自体が織物であっても不織布であってもよく、ミクロ相分離を示していてよい。１つの実施態様では、繊維１４および物品１２は、不織であり、物品１２はマットとしてさらに定義される。別の実施態様では、繊維１４および物品１２は不織であり、物品１２は織物としてさらに定義される。あるいは、物品１２は、膜であってよい。繊維１４は、均一であっても不均一であってもよく、任意の表面粗度を有していてよい。１つの実施態様では、物品１２は、コーティングである。物品１２は、弾性を有していても有していなくてもよい布地または繊維製品であり得ることが企図されている。
【００１０】
物品１２は、超疎水性繊維マットであってよく、約１５０度の水接触角を示し得る。さまざまな実施態様では、物品１２は、１５０°から１８０°、および１５５°から１７５°、１６０°から１７０°、および１６０°から１６５°の水接触角を示し得る。物品１２は、１５°未満の水接触角ヒステリシスを示し得る。さまざまな実施態様では、物品１２は、０°から１５°、５°から１０°、８°から１３°、および６°から１２°の水接触角ヒステリシスを示す。物品１２は、水接触角および／または水接触角ヒステリシスの等方性または異方性も示し得る。あるいは、物品１２は、等方性の性質を示すドメインと異方性の性質を示すドメインとを含んでいてよい。
【００１１】
繊維１４は、任意の大きさおよび形状を有していてよく、典型的には円筒形である。典型的には、繊維１４は、０．０１μｍ〜１００μｍ、より典型的には０．０５μｍ〜１０μｍ、最も典型的には０．１μｍ〜１μｍの直径を有する。さまざまな実施態様では、繊維１４は、１ｎｍ〜３０ミクロン、１ｎｍ〜５００ｎｍ、１ｎｍ〜１００ｎｍ、１００ｎｍ〜３００ｎｍ、１００ｎｍ〜５００ｎｍ、５０ｎｍ〜４００ｎｍ、３００ｎｍ〜６００ｎｍ、４００ｎｍ〜７００ｎｍ、５００ｎｍ〜８００ｎｍ、５００ｎｍ〜１０００ｎｍ、１５００ｎｍ〜３００ｎｍ、２０００ｎｍ〜５０００ｎｍ、または３０００ｎｍ〜４０００ｎｍの直径を有する。この繊維１４は、典型的には５〜２０ミクロンの大きさを有し、より典型的には、１０〜１５ミクロンの大きさを有する。しかし、繊維１４は、なんら特定の大きさに限定されない。この繊維１４は、しばしば「細繊維」と呼ばれ、ミクロン-スケールの直径を有する繊維（すなわち、少なくとも１ミクロンの直径を有する繊維）と、ナノメートル-スケールの直径を有する繊維（すなわち、１μ未満の直径を有する繊維）との両方を包含する。繊維１４は、２５℃〜５００℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有していてよい。
【００１２】
繊維１４は、当分野で知られている任意の方法によって互いに連結されていてよい。例えば、繊維の重なり合ったところで一体に融合してもよいし、あるいは、物理的に別々であって、物品１２中で繊維１４が単に互いに重なり合っていてもよい。繊維１４は、連結される場合、０．０１〜１００μｍの細孔径を有する不織布またはマットを形成することが想定される。種々の実施態様では、この細孔径は、０．１〜１００μｍ、０．１〜５０μｍ、０．１〜１０μｍ、０．１〜５μｍ、０．１〜２μｍ、または０．１〜１．５μｍの大きさの範囲の細孔径を有する。細孔径が均一であっても不均一であってもよいことが理解されるであろう。すなわち、不織マットは、それぞれのドメインでまたはドメイン間で異なる細孔径を有するさまざまなドメインを含んでいてよい。さらに、繊維１４は、任意の断面プロファイルを有していてよく、例えば、これらだけに限定されないが、リボン状断面プロファイル、楕円形の断面プロファイル、円形の断面プロファイル、およびこれらの組合せが挙げられる。図９に示すように、いくつかの実施態様では、繊維の「ビーズ」が観察され得、これらはほとんどの用途で許容され得る。ビーズ１６の存在、繊維の断面プロファイル（円形からリボン状までさまざまである）、および繊維直径は、繊維１４が形成される方法の関数である。この方法を以下にさらに詳述する。
【００１３】
一部の実施態様では、繊維１４は耐火性でもある。繊維１４、特に繊維１４を含む不織マットの耐火性は、アルミ箔基材上に堆積させた不織マットの材料見本でＵＬ−９４Ｖ−０垂直燃焼試験法を用いて試験する。このテストでは、不織マットの細長い一片を、炎の上で約１０秒間保持する。炎をその後１０秒間取り去り、さらに１０秒間再び炎を適用する。サンプルは、その間、火災を拡げる熱い滴下物、残炎、および残じん、ならびにサンプルの高さ方向の燃焼距離について観察される。本発明による繊維１４を含む不織マットでは、損傷を受けていない繊維１４が、典型的に、燃焼した繊維の下に観測される。この不織マットの不完全燃焼は、難燃性物質の典型的な挙動であり、優れた耐火性とみなされる自己消火性を実証するものである。この不織マットは、ＵＬ  ９４  Ｖ−０等級を達成することさえできる。特定の理論に拘束されることは望まないが、この耐火性は、典型的に、繊維１４中のケイ素原子に対する有機基の割合の低さに起因する。ケイ素原子に対する有機基の割合の低さは、繊維１４中に、有機ポリマーおよび有機コポリマーが存在しないことに起因する。しかし、耐火性は、繊維１４中のケイ素原子に対する有機基の割合の低さの他の要因に起因していることも想定される。
【００１４】
繊維１４は、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈ（式中、Ｒは、有機基または無機基である）を有する化合物から形成される。このＳｉ‐Ｈは、Ｒ基に結合した官能基であり、化合物全体を官能化する。Ｓｉ‐Ｈ基は、Ｒ基のどの位置に結合していてもよい。例えば、Ｒがポリマーとしてさらに定義される場合、Ｓｉ‐Ｈ基は、このポリマーの任意の原子に結合していてよく、ペンダント基または末端基に結合することに限定されない。このＳｉ‐Ｈ基のケイ素原子に１つ以上の水素が結合していてもよいことを理解されたい。加えて、用語「基」は、当分野で一般に「部分」と呼ばれる、すなわち、化合物の特定部分を指すことを理解されたい。
【００１５】
化合物は、モノマー、ダイマー、オリゴマー、ポリマー、プレポリマー、コポリマー、ブロックポリマー、スターポリマー、グラフトポリマー、ランダムコポリマー、およびこれらの組合せを含むことができる。上述したように、化合物は、一般式（Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈ）を有し、式中、Ｒは、有機基または無機基である。一般的な有機基の非限定的な例には、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン化アシル基、アルコール基、ケトン基、アルデヒド基、カーボネート基、カルボキシレート基、カルボン酸基、エーテル基、エステル基、ペルオキシド基、アミド基、アラミド基、アミン基、イミン基、イミド基、アジド基、シアネート基、硝酸エステル基、ニトリル基、亜硝酸エステル基、ニトロ基、ニトロソ基、ベンジル基、トルエン基、ピリジン基、ホスフェート基、ホスフィン基、スルフィド基、スルホン基、スルホキシド基、チオール基、これらのハロゲン化誘導体、およびこれらの組合せが含まれる。一般的な無機基の非限定的な例には、シリコーン基、シロキサン基、シラン基、遷移金属化合物、およびこれらの組合せが含まれる。いくつかの実施態様では、化合物自体を、シリコーン、シロキサン基、シラン基、これらの有機誘導体、またはこれらの高分子誘導体としてさらに定義することができる。
【００１６】
１つの実施態様では、化合物は、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有するモノマーとしてさらに定義される。このモノマーは、任意の有機または無機モノマーであってよく、モノマーがＳｉ‐Ｈで官能化されている限り、上述した任意の有機または無機基を含んでいてよく、あるいは以下に詳細に記述する任意のモノマーとして定義することができる。別の実施態様では、モノマーは、シラン、シロキサン、およびこれらの組合せから選択され、Ｓｉ‐Ｈ基で官能化されている。さらなる実施態様では、モノマーは、オルガノシラン、オルガノシロキサン、およびこれらの組合せから選択され、Ｓｉ‐Ｈ基で官能化されている。当然ながら、モノマーがシランまたは有機シランとしてさらに定義される場合には、シランまたは有機シランは、１個のＳｉ‐Ｈ基を有していても、１個を超えるＳｉ‐Ｈ基を有していてもよい。あるいは、化合物は、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有するモノマーとポリマーとの混合としてさらに定義することができ、あるいはポリマーとしてさらに定義することができる。化合物がＳｉ‐Ｈを含む限り、ポリマーはＳｉ‐Ｈ基を有していなくてもよい。すなわち、モノマー、ポリマー、またはモノマーおよびポリマーの両方が、Ｓｉ‐Ｈ基を含むことができる。ポリマーには、上述したモノマーまたは以下により詳細に記述するモノマーの重合生成物であってよい。化合物が、これらだけに限定されないが、導電性の有機または無機ポリマー、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリシラン、ポリビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ヨウ素でドープしたポリアセチレン、およびこれらの組合せなどを含む一種以上のポリマーを含んでいてよいことも想定される。１つの実施態様では、化合物は、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有するモノマーとポリマーとの混合であって、モノマーがポリマー中に溶解されたものとしてさらに定義される。このモノマーおよび／またはポリマーは、任意の量で存在していてよい。さまざまな実施態様において、一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有するモノマーは、化合物中に、典型的には２５質量％未満の量、最も典型的には１０質量％未満の量で存在する。
【００１７】
典型的には、化合物は、化合物が室温および大気圧下で揮発性とならない数平均分子量（Ｍｎ）を有する。しかし、化合物は、このような数平均分子量に限定されない。１つの実施態様では、化合物は、１００，０００ｇ／モルを超える数平均分子量を有する。さまざまな他の実施態様では、化合物は、１００，０００〜５，０００，０００、１００，０００〜１，０００，０００、１００，０００〜５００，０００、２００，０００〜３００，０００、約２５０，０００を超える、あるいは約１５０，０００ｇ／モルの数平均分子量を有する。化合物が一般化学式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有するとしてさらに定義される１つの実施態様では、化合物は、５０，０００ｇ／モル未満の数平均分子量を有する。化合物がポリマーとしてさらに定義される別の実施態様では、化合物は、５０，０００ｇ／モルを超える、あるいは典型的には１００，０００ｇ／モルを超える数平均分子量を有する。しかし、モノマーは、５０，０００ｇ／モルを超える数平均分子量を有していてよく、ポリマーは、１００，０００ｇ／モル未満の数平均分子量を有していてよい。あるいは、化合物は、少なくとも約３００ｇ／モル、約１，０００〜約２，０００ｇ／モル、または約２，０００〜２，０００，０００ｇ／モルの数平均分子量を有していてよい。他の実施態様では、化合物は、３５０ｇ／モルを超える、約５，０００〜約４，０００，０００ｇ／モル、または約５００，０００〜２，０００，０００ｇ／モルの数平均分子量を有していてよい。
【００１８】
Ｒは、化合物が一般式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有する限り、少なくとも第一の有機モノマーと第二の有機モノマーとの重合生成物としてさらに定義することができる（すなわち、少なくとも第一の有機モノマーと第二の有機モノマーとの重合生成物が、Ｓｉ‐Ｈで官能化されている）。これらの第一および第二の有機モノマーは、これらが重合化される能力を保有している限り、重合化された基を含んでいても、モノマーのままであってもよいことを理解されたい。第一および第二の有機モノマーは、アルキレン、スチレン、アクリレート、ウレタン、エステル、アミド、アラミド、イミド、およびこれらの組合せからなる群から選択することができる。あるいは、第一および第二の有機モノマーは、ポリイソブチレン、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエーテルイミド、およびこれらの組合せからなる群から選択することができる。１つの実施態様では、第一および第二の有機モノマーは、アクリレート、アルケノエート、カーボネート、フタレート、アセテート、イタコネート、およびこれらの組合せからなる群から選択することができる。アクリレートの好適な例としては、これらだけに限定されないが、アルキルヘキシルアテート、アルキルヘキシルメタクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、グリシジルアテート、グリシジルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、およびこれらの組合せが挙げられる。第一および第二の有機モノマーは、アクリレート官能基またはメタクリレート官能基だけを含んでいてよい。あるいは、第一および第二の有機モノマーは、アクリレート官能基とメタクリレート官能基との両方を含んでいてもよい。
【００１９】
上記アルカノエートに戻って、好適なアルカノエートの例としては、これだけに限定されないが、アルキル-N-アルケノエートが挙げられる。好適なカーボネートの例としては、これらだけに限定されないが、アルキルカーボネート、アリルアルキルカーボネート、ジアリルカーボネート、およびこれらの組合せが挙げられる。好適なイタコネートの例としては、これだけに限定されないが、アルキルイタコネートが挙げられる。好適なアセテートの非限定的な例としては、アルキルアセテート、アリルアセテート、アリルアセトアセテート、およびこれらの組合せが挙げられる。好適なフタレートの非限定的な例としては、アリルフタレート、ジアリルフタレート、およびこれらの組合せが挙げられる。１分子当たり平均して少なくとも１個のフリーラジカル重合性基を有し且つ電子、イオン、正孔、および／またはフォノンを輸送することができる、導電性モノマー、ドーパント、および巨大分子の部類も有用である。第一および第二の有機モノマーが、アクリルオキシアルキル基、メタクリルオキシアルキル基、および／または不飽和有機基を含む含むことができ、これらだけに限定されないが、２〜１２個の炭素原子を有するアルケニル基、２〜１２個の炭素原子を有するアルキニル基、およびこれらの組合せが含まれることも想定される。不飽和有機基には、オリゴマー性および／またはポリマー性ポリエーテル中のラジカル重合性基が含まれ得る。第一および第二の有機モノマーは、置換されていても非置換であってもよく、飽和であっても不飽和であってもよく、直鎖状であっても分岐状であってもよく、アルキル化および／またはハロゲン化されていてもよい。
【００２０】
第一および第二の有機モノマーは、実質的にケイ素（すなわち、ケイ素原子および／またはケイ素原子を含む化合物）を含んでいなくてもよい。用語「実質的に含まない」は、第一および第二の有機モノマー１００万部当たり、ケイ素原子を含む化合物が５，０００部未満、より典型的には９００部未満、最も典型的には１００部未満であるケイ素の濃度を意味することを理解されたい。重合してＲを形成する第一および第二の有機モノマーが、全くケイ素を含まないが、化合物は全体として一般式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有することも想定される。
【００２１】
あるいは、Ｒは、化合物が一般式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有する限り、少なくともケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物としてさらに定義されることができる（すなわち、少なくともケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物がＳｉ‐Ｈ基で官能化されている）。有機モノマーおよび／またはケイ素モノマーが、化合物中に任意の体積割合で存在していてよいことが想定される。さまざまな実施態様では、有機モノマーおよび／またはケイ素モノマーは、０．０５〜０．９，０．１〜０．６、０．３〜０．５、０．４〜０．９、０．１〜０．９、０．３〜０．６、または０．０５〜０．９の体積割合で存在する。
【００２２】
有機モノマーは、前述した第一および／または第二の有機モノマーのいずれかであっても当分野で知られたモノマーいずれかであってもよい。用語「ケイ素モノマー」は、少なくとも１個のケイ素（Ｓｉ）原子を含む任意のモノマーを含み、例えば、シラン、シラザン、シリコーン、シリカ、シレン、およびこれらの組合せなどが挙げられる。
【００２３】
ケイ素モノマーには、アクリロキシアルキル-およにメタクリロキシアルキル-官能性シラン（アクリル官能性シランとも呼ばれる）、アクリロキシアルキル-およにメタクリロキシアルキル-官能性オルガノポリシロキサン、およびこれらの組合せが含まれ得る。ケイ素モノマーは、平均して少なくとも１個、あるいは２個のフリーラジカル重合性基を有していてもよく、不飽和有機基を含むフリーラジカル重合性基を平均０．１〜５０モル％含んでいてよい。この不飽和有機基には、これらだけに限定されないが、アルケニル基、アルキニル基、アクリレート官能性基、メタクリレート官能性基、およびこれらの組合せが含まれ得る。不飽和有機基の「モル％」は、ケイ素モノマー中のシロキサン基を含む不飽和有機基のモル数の、化合物中のシロキサン基の全モル数に対する比に１００を掛けた割合として定義される。さらに、ケイ素モノマーは、式：ＲＳｉＯ３／２（式中、Ｒは、水素原子、有機基、またはこれらの組合せである。但し、ケイ素モノマーが少なくとも１個の水素原子を含むことを条件とする）の単位を含んでいてよい。さらに、ケイ素モノマーは、トリ-sec-ブチルシラン、トリ-ブチルシラン、およびこれらの組合せから選択されるオルガノシランを含んでいてよい。
【００２４】
ケイ素モノマーには、フリーラジカル重合性基に組み入れられる官能性基を有する化合物が含まれ得る。これらの化合物は、非ラジカル反応性官能基に関して単官能性であっても複数官能性であってもよく、シリコーンモノマーが重合して直鎖状ポリマー、分岐状ポリマー、コポリマー、架橋ポリマー、およびこれらの組合せとなることを可能にする。これらの官能基には、付加および／または縮合硬化性組成物に用いられる当分野で公知の任意の基が含まれる。
【００２５】
ケイ素モノマーには、下記一般構造を有するオルガノシランが含まれ得る：
Ｒ’ｎＳｉ（ＯＲ’’）４−ｎ
式中、ｎは、４以下の整数である。典型的には、Ｒ’およびＲ’’の少なくとも１つが、独立に、フリーラジカル重合性基を含む。しかし、Ｒ’および／またはＲ’’は、非フリーラジカル重合性基を含んでいてよい。Ｒ’および／またはＲ’’は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン原子、および有機基の１つを含んでいてよい。この有機基には、これらだけに限定されないが、アルキル基、ハロアルキル基、アリール基、ハロアリール基、アルケニル基、アルキニル基、アクリレートおよびメタクリレート基が含まれる。１つの実施態様では、Ｒ’および／またはＲ’’には、それぞれ独立に、１〜５個の（Ｃ１〜Ｃ５）炭素原子の鎖を含む直鎖状および分岐状の炭化水素基（メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、ペンチル、イソブチル、sec-ブチル基など）        、炭素原子およびフッ素原子を有する直鎖状および分岐状のＣ１〜Ｃ５炭化水素基、芳香族基（フェニル、ナフチル、および縮合環系を含む）、Ｃ１〜Ｃ５エーテル類、Ｃ１〜Ｃ５オルガノハロゲン、Ｃ１〜Ｃ５オルガノアミン、Ｃ１〜Ｃ５オルガノアルコール、Ｃ１〜Ｃ５オルガノケトン、Ｃ１〜Ｃ５オルガノアルデヒド、Ｃ１〜Ｃ５オルガノカルボン酸、およびＣ１〜Ｃ５オルガノエステルが含まれ得る。より典型的には、Ｒ’および／またはＲ’’には、これらだけに限定されないが、１〜３個の（Ｃ１〜Ｃ５）炭素原子の鎖を含む直鎖状および分岐状の炭化水素基（メチル、エチル、プロピル、およびイソプロピル基など）、炭素原子およびフッ素原子を有する直鎖状および分岐状のＣ１〜Ｃ３炭化水素基、フェニル、Ｃ１〜Ｃ３オルガノハロゲン、Ｃ１〜Ｃ３オルガノアミン、Ｃ１〜Ｃ３オルガノアルコール、Ｃ１〜Ｃ３オルガノケトン、Ｃ１〜Ｃ３オルガノアルデヒド、およびＣ１〜Ｃ３オルガノエステルが含まれ得る。１つの実施態様では、Ｒ’および／またはＲ’’は、それぞれ独立に、芳香族基およびＣ１〜Ｃ３炭化水素基から選択され、但し、芳香族基およびＣ１〜Ｃ３炭化水素基の両方が、オルガノポリシロキサンに存在することを条件とする。あるいは、Ｒ’および／またはＲ’’は、架橋反応の生成物を表すことができ、この場合において、Ｒ’および／またはＲ’’は架橋器を表すことができる。あるいは、Ｒ’および／またはＲ’’は、それぞれ独立に、他の有機官能基を含んでいてもよく、他の有機官能基には、これらだけに限定されないが、グリシジル基、アミン基、エーテル基、シアネートエステル基、イソシアノ基、エステル基、カルボン酸基、カルボン酸塩基、スクシネート基、無水物基、メルカプト基、スフフィド基、アジド基、ホスホネート基、ホスフィン基、マスクしたイソシアノ基、水酸基、およびこれらの組合せが含まれ得る。一価の有機基は、典型的には１〜２０個、より典型的には１〜１０個の炭素原子を有する。この一価有機基には、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、およびこれらの組合せが含まれ得る。一価有機基には、さらに、アルキルオキシポリ(オキシアルキレン)基、これらのハロゲン置換体、およびこれらの組合せが含まれ得る。加えて、一価の有機基には、シアノ官能基、ハロゲン化炭化水素基、カルバゾール基、脂肪族不飽和基、アクリレート基、メタクリレート���、およびこれらの組合せが含まれ得る。
【００２６】
ケイ素モノマーとしては、これらだけに限定されないが、3-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリルオキシメチルトリメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピルとりメチルシラン、3-メタクリルオキシプロピルジメチルモノメトキシシラン、3-メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルジメチルモノメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、1-ヘキセニルトリメトキシシラン、
ジ-(3-ブテニル-l-オキシ)ジメチルシラン、(テトラ-(アリルオキシシラン)(トリ-(3-ブテニル-l-)テトラ-(3-ブテニル-l-オキシ)シラン、3-ブテニル-l-オキシ・トリメチルシラン(オキシ)メチルシラン)、および／またはこれらの組合せを挙げることもできる。
【００２７】
ケイ素モノマーは、直鎖状、分岐状、高度な分岐状、または樹脂状の構造を有していてよい。ケイ素モノマーは、アクリレート基またはメタクリレート基を少なくとも１個含んでいてよい。別の実施態様では、ケイ素モノマーは、ポリマー骨格を有する有機化合物とケイ素モノマーとを共重合させることによって形成される化合物であって、これによってコポリマー１個当たり平均して少なくとも１個の遊離のフリーラジカル重合性基が存在する化合物を含む。好適な有機化合物としては、これらだけに限定されないが、炭化水素をベースとするポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリオレフィン、ポリプロピレンおよびポリエチレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリスチレン、スチレンブタジエン、およびアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、アラミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリウレア、ポリメタクリレート、部分的にフッ素化されたポリマーもしくはペルフルオロ化されたポリマー、フッ素化ゴム、末端不飽和炭化水素、オレフィン、ならびにこれらの組合せが挙げられる。ケイ素モノマーには、複数の有機官能性を有するポリマーを含むコポリマー、および、オルガノポリシロキサンと有機化合物との組合せも含まれ得る。コポリマーは、繰り返し単位を、ランダム、グラフト、またはブロック配置で含んでいてよい。
【００２８】
さらに、ケイ素モノマーは、液体、ガム、または固体であってよく、任意の粘度を有していてよい。ケイ素モノマーが液体である場合、その粘度は、２５℃にて０．００１Ｐａ・秒以上であってよい。ケイ素モノマーがガムまたは固体液体である場合、その樹脂または固体は、高温で流動可能となり得、あるいは剪断を適用することによって流動可能となり得る。
【００２９】
ケイ素モノマーは、下記式の少なくとも１つを有する化合物を含んでいてもよい：
（ａ）Ｒ１３ＳｉＯ（Ｒ１２ＳｉＯ）ａ（Ｒ１Ｒ２ＳｉＯ）ｂＳｉＲ１３；
（ｂ）Ｒ３２Ｒ４ＳｉＯ（Ｒ３２ＳｉＯ）ｃ（Ｒ３Ｒ４ＳｉＯ）ｄＳｉＲ３２Ｒ４；
（ｃ）Ｒ３２Ｒ４ＳｉＯ（Ｒ３２ＳｉＯ）ｃ（Ｒ３Ｒ４ＳｉＯ）ｄＳｉＲ３３；および
（ｄ）これらの組合せ。
式（ａ）において、ａおよびｂは、典型的には少なくとも１の平均値を有する。Ｒ１としては、典型的には、一価の有機基、例えば、アクリル官能基、アルキル基、アルケニル基、およびアルキニル基、芳香族基、シアノアルキル基、ハロゲン化炭化水素基、アルケニルオキシポリ(オキシアルキレン)基、アルキルオキシポリ(オキシアルキレン)基、ハロゲンで置換されたアルキルオキシポリ(オキシアルキレン)基、アルコキシ基、アミノアルキル基、エポキシアルキル基、エステル基、水酸基、イソシアネート基、カルバメート基、アルデヒド基、無水物基、カルボン酸基、カルバゾール基、オキシム基、アミノ基死基、アルケノキシ基、アクリル基、アセトキシ基、これらの塩、これらのハロゲン化誘導体、およびこれらの組合せが挙げられる。Ｒ２には、典型的には、不飽和一価有機基が含まれる。この不飽和一価有機基としては、これらだけに限定されないが、アルケニル基、アルキニル基、アクリル基、およびこれらの組合せが挙げられる。
【００３０】
式（ｂ）および（ｃ）において、ｃおよびｄは、整数であり、それぞれ典型的には２０，０００以下の平均値を有する。この式において、各Ｒ３は、独立に、Ｒ１と同じであっても異なっていてもよい。加えて、各Ｒ４は、独立に、上述したものと同様の不飽和有機基を含んでいてよい。
【００３１】
さらに別の実施態様では、ケイ素モノマーとして、これらだけに限定されないが、1、3-ビス(メタクリロキシプロピル)テトラメチルジシロキサン、l,3-ビス(アクリロキシプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(メタクリロキシメチル)テトラメチルジシロキサン、1、3-ビス(アクリロキシメチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω-メタクリロキシメチルジメチルシリル末端ポリジメチルシロキサン、メタクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、α,ω-アクリロキシメチルジメチルシリル末端ポリジメチルシロキサン、α,ω-アクリロキシプロピルジメチルシリル末端ポリジメチルシロキサン、ペンダント型アクリレートおよびメタクリレート官能性ポリマー（例えば、ポリ(アクリロキシプロピル-メチルシロキシ)コポリマーおよびポリ(メタクリロキシプロピル-メチルシロキシ)コポリマー）、複数のアクリレートおよびメタクリレート官能基を有するテレケイックポリジメチルシロキサン、ならびにこれらの組合せが挙げられる。使用に好適な他の化合物としては、これらだけに限定されないが、一官能性メタクリレートまたはメタクリレート末端オルガノポリシロキサンが挙げられる。ケイ素モノマーには、官能性の程度および／またはフリーラジカル重合性基が異なる液体の混合物が含まれ得る。例えば、ケイ素モノマーには、四官能性テレケイックポリジメチルシロキサンが含まれ得る。
【００３２】
さらに、ケイ素モノマーには、下記構造を有するオルガノポリシロキサン樹脂が含まれ得る：
【化１】
0005480152.tif 000002
式中、Ｍ、Ｄ、Ｔ、およびＱは、それぞれ独立に、オルガノポリシロキサンの構造基の官能性を表している。具体的には、Ｍは一官能性基Ｒ３ＳｉＯ１／２を表し、Ｄは二官能性基Ｒ２ＳｉＯ２／２を表し、Ｔは三官能性基ＲＳｉＯ３／２を表し、Ｑは四官能性基ＳｉＯ４／２を表す。
【００３３】
ケイ素モノマーがオルガノポリシロキサン樹脂を含む場合、オルガノポリシロキサン樹脂には、ＭＱ樹脂（Ｒ５３ＳｉＯ１／２基およびＳｉＯ４／２基を含む）、ＴＤ樹脂（Ｒ５ＳｉＯ３／２基およびＲ５２ＳｉＯ２／２基）、ＭＴ樹脂（Ｒ５３ＳｉＯ１／２基およびＲ５ＳｉＯ３／２基を含む）、ならびにＭＴＤ樹脂（Ｒ５３ＳｉＯ１／２基、Ｒ５ＳｉＯ３／２基、およびＲ５２ＳｉＯ２／２基を含む）が含まれ得る。
【００３４】
これらの樹脂において、各Ｒ５には、一価の有機基が含まれ得る。Ｒ５は、典型的には１〜２０個、より典型的には１〜１０個の炭素原子を含む。一価の有機基の好適な例には、これらだけに限定されないが、Ｒ’およびＲ’’に関して上に開示した基が含まれ得る。
【００３５】
好適な樹脂のいくつかの有用な特定例には、これらだけに限定されないが、ＭメタクリロキシメチルＱ樹脂、ＭメタクリロキシプロピルＱ樹脂、ＭＴメタクリロキシメチルＴ樹脂、ＭＴメタクリロキシプロピルＴ樹脂、ＭＤＴメタクリロキシメチルＴフェニルＴ樹脂、ＭＤＴメタクリロキシプロピルＴフェニルＴ樹脂、ＭビニルＴフェニル樹脂、ＴＴメタクリロキシメチル樹脂、ＴＴメタクリロキシプロピル樹脂、ＴフェニルＴメタクリロキシメチル樹脂、ＴフェニルＴメタクリロキシプロピル樹脂、ＴＴフェニルＴメタクリロキシメチル樹脂、ＴＴフェニルＴメタクリロキシプロピル樹脂、ＭＱ樹脂、トリメチル末端封鎖ＭＱ樹脂、Ｔ（Ｐｈ）樹脂、Ｔプロピル／Ｔ（Ｐｈ）樹脂、トリメチル末端封鎖ＭＱ樹脂と直鎖状シリコーンとのブレンド、およびこれらの組合せ（式中、Ｍ、Ｄ、Ｔ、およびＱは、上述により定義したものと同じである）が含まれ得る。
【００３６】
代替的な実施態様では、Ｒは、化合物が一般式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有する限り、少なくとも２種のケイ素モノマーの重合生成物としてさらに定義することができる（すなわち、少なくとも２種のケイ素モノマーの重合生成物は、Ｓｉ‐Ｈ基で官能化されている）。これらの実施態様では、Ｒは、実質的に炭素を含まない（すなわち、有機モノマーの重合生成物を含まない）ことができる。用語「実質的に含まない」は、炭素の濃度が、化合物１００万部当たり炭素原子を含む化合物が５，０００部未満、典型的には９００部未満、最も典型的には１００部未満である炭素の濃度を指すことを理解されたい。ケイ素モノマーが、全体として炭素を含まないことも想定される。これらの２種のケイ素モノマー前述したケイ素モノマーのいずれであってもよく、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００３７】
１つの実施態様では、Ｒには、化合物が一般式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有するようにＳｉ‐Ｈで官能化されたオルガノポリシロキサンが含まれ得る。このオルガノポリシロキサンは、平均単位式：Ｒ’ｘＳｉＯｙ１／２（すなわち、Ｒ６ｘＳｉＯｙ／２）を有するシロキサン単位を含んでいてよい。１つの実施態様では、Ｒ６は、無機基、有機基、およびこれらの組合せから選択され、ｘは約０．１〜２．２であり、ｙは約１．８〜３．９である。より典型的には、ｘは約０．１〜１．９であり、ｙは約２．１〜３．９である。最も典型的には、ｘは約０．５〜１．５であり、ｙは約２．５〜３．５である。説明のために、上の一般式、ｘ、およびｙは、オルガノポリシロキサンの平均式を表す。したがって、上の一般式は、Ｍ、Ｄ、Ｔ、および／またはＱ単位、ならびにこれら単位の任意の組合せを含むオルガノポリシロキサンを表すことが理解されよう。当分野で知られているとおり、Ｍは一般式：Ｒ３ＳｉＯ１／２を表し、Ｄは一般式：Ｒ２ＳｉＯ２／２を表し、Ｔは一般式：ＲＳｉＯ３／２を表し、Ｑは一般式：ＳｉＯ４／２を表す。上述の最も典型的なｘおよびｙの値を参照すると、これらの実施態様では、少なくともいくつかのＱおよび／またはＴ単位を含むことが好ましく、これによってこれらの実施態様に、少なくとも一部の樹脂性成分（すなわち、Ｍ単位でその骨格が末端封鎖され、種としてＤ単位を含む純粋な直鎖状オルガノポリシロキサンとは対照的な、分岐状オルガノポリシロキサン）がもたらされる。１つの実施態様では、オルガノポリシロキサンはＴ単位だけを含む。別の実施態様では、オルガノポリシロキサンはＭおよびＱ単位だけを含む。別の実施態様では、オルガノポリシロキサンは、樹脂状成分と直鎖状成分との物理的ブレンド（すなわち、非化学的ブレンド）を含む。当然ながら、オルガノポリシロキサンは、Ｍ、Ｄ、Ｔ、および／またはＱ単位の任意の組合せを含む可能性に加えて、別個の成分（ＭおよびＤ単位のみを含む成分、ＭおよびＴ単位のみを含む成分、Ｍ、Ｄ、およびＴ単位のみを含む成分、ＭおよびＱ単位のみを含む成分、Ｍ、Ｄ、およびＱ単位のみを含む成分、またはＭ、Ｄ、Ｔ、およびＱ単位のみを含む成分）の任意の組合せを含む可能性を有することを理解されたい。
【００３８】
上の一般式において、Ｒ６は、酸素含有基、酸素を含まない有機基、およびこれらの組合せの群から選択することができる。例えば、Ｒ６は、直鎖状または分岐状のＣ１〜Ｃ５炭化水素基であって、任意選択で、
１）アミノ基、
２）アルコール基、
３）ケトン基、
４）アルデヒド基、または
５）エステル基
を有していてよい炭化水素基の群から選択される置換基を含んでいてよい。
あるいは、Ｒ６は、芳香族基の群から選択される置換基を含んでいてよい。さらに、Ｒ６は、これらだけに限定されないが、上述したＲ’および／またはＲ’’基のいずれかを含んでいてよい。１つの実施態様では、Ｒ６は、架橋反応生成物を表し、この場合において、Ｒ６は、架橋基に加えて別のポリオルガノシロキサン鎖を表すことができる。。
【００３９】
本発明の目的に好適なオルガノポリシロキサンの１つの特定例は、平均単位式：Ｒ７ＳｉＯ３／２（式中、Ｒ７は、フェニル基、メチル基、およびこれらの組合せの群から選択される）を有する単位を含む。本発明の目的に好適なオルガノポリシロキサンの別の特定例は、平均単位式：Ｒ８ＳｉＯ３／２（式中、Ｒ８は、フェニル基、プロピル基、およびこれらの組合せの群から選択される）を有する単位を含む。本発明の目的に好適なオルガノポリシロキサンの別の特定例は、トリメチル末端封鎖ＭＱ樹脂である。本発明の目的に好適なオルガノポリシロキサンのさらに別の特定例は、トリメチル末端封鎖ＭＱ樹脂と直鎖状ポリシロキサンとの４：１（質量％）ブレンドを含むポリオルガノシロキサンである。樹脂状成分と直鎖状ポリシロキサンとのブレンドは、特に、高い降伏応力および引張強度を含む優れた機械特性を有し、同時に有意に低い弾性率を有する物品１２をもたらし、これによって、最小化された脆性および最大化された弾性を有する物品１２（特に、繊維１４を含む不織マット）がもたらされる。
【００４０】
さらに、オルガノポリシロキサンは、下記式を有することができる：
（Ｒ３ＳｉＯ１／２）ｗ（Ｒ２ＳｉＯ２／２）ｘ（ＲＳｉＯ３／２）ｙ（ＳｉＯ４／２）ｚ
式中、各Ｒは、独立に、無機基、有機基、およびこれらの組合せから選択され、同じであっても異なっていてもよく、上述した基または以下に記述する基のいずれを含んでいてもよい。加えて、ｗは０から約０．９５であり、ｘは０から約０．９５であり、ｙは０から１であり、ｚは０から約０．９であり、ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。あるいは、オルガノポリシロキサンは、前述したオルガノポリシロキサンの硬化生成物、またはオルガノポリシロキサンと硬化生成物との組合せを含んでいてもよい。上記式において、下付き文字ｗ、ｘ、ｙ、およびｚは、モル分率である。下付き文字ｗは、あるいは０から約０．８、あるいは０から約０．２の値を有し；下付き文字ｘは、あるいは０から約０．８、あるいは０から約０．５の値を有し；下付き文字ｙは、あるいは０．３から１、あるいは約０．５から１の値を有し；下付き文字ｚは、あるいは０から約０．５、あるいは０から約０．１の値を有する。１つの実施態様では、ｙ＋ｚは０．１未満であり、ｗおよびｘは、それぞれ独立に、０より大である。したがって、この実施態様では、オルガノポリシロキサンがＴおよび／またはＱ単位を全く有さない（この場合、オルガノシロキサンはＭＤポリマーである）か、あるいはこのような単位の量が非常に低いことが明らかである。この実施態様では、オルガノポリシロキサンは、少なくとも約５０，０００ｇ／モル、より典型的には少なくとも１００，０００Ｇ／モルの数平均分子量（Ｍｎ）を有する。当然ながら、ｙ＋ｚが０．１未満である実施態様ではオルガノポリシロキサン成分は、上述したとおり、所望の特性を達成するためにより高いＭｎ値を有することが求められることを理解されたい。
【００４１】
さらに、化合物は、少なくとも１つのオルガノポリシロキサンがＳｉ‐Ｈ基で官能化されている限り、オルガノポリシロキサンのブレンドを含むことができる。このブレンドには、式：（Ｒ９３ＳｉＯ１／２）ｗ’（Ｒ９２ＳｉＯ２／２）ｘ’（式中、Ｒ９は、無機基、有機基、およびこれらの組合せから選択され、ｗ’およびｘ’は独立に０より大であり、ｗ’＋ｘ’＝１である）を有するオルガノポリシロキサンが含まれ得る。結果として、このオルガノポリシロキサンは、直鎖状オルガノポリシロキサンである。この式において、ｗ’は、典型的には約０．００３〜約０．５の範囲の数、より典型的には約０．００３〜約０．０５の範囲の数であり、ｘ’は、典型的には約０．５〜約０．９９９の範囲の数、より典型的には約０．９５〜約０．９９９の範囲の数である。
【００４２】
オルガノポリシロキサンは、架橋を含んでいてもよい。この場合、オルガノポリシロキサンの架橋剤は、典型的には、公知の架橋メカニズムによって機能して、オルガノポリシロキサン内の個々のポリマーを架橋させることができる架橋可能な官能基を有する。オルガノポリシロキサンが架橋を含む場合、そのような架橋は、繊維１４の形成前、形成中、または形成後に形成され得ることを理解されたい。したがって、繊維１４中のオルガノポリシロキサンにおける架橋の存在は、必ずしも繊維１４が架橋結合を含む組成物から形成されなければならないことを意味しない。架橋剤には、オルガノシロキサンを形成する任意の反応剤または反応剤の組合せが含まれ、これらだけに限定されないが、ヒドロシラン、ビニルシラン、アルコキシシラン、ハロシラン、シラノール、およびこれらの組合せが含まれる。
【００４３】
化合物および／または繊維１４が、組成物から形成され得ることも想定される。この組成物は、例えば、化合物と、以下に詳細に記述するキャリア溶媒とを含む溶液であってよい。したがって、このような組成物は、モノマー、ダイマー、オリゴマー、ポリマー、プレポリマー、コポリマー、ブロックポリマー、スターポリマー、グラフトポリマー、ランダムコポリマー、第一および第二の有機モノマー、有機モノマーおよびケイ素モノマー、少なくとも２種のケイ素モノマー、およびこれらの組合せであって、一般式：Ｒ‐Ｓｉ‐Ｈを有する限り、化合物を形成させるための組成物であっても化合物である組成物であってもよいものを含んでいてよい。さまざまな実施態様では、組成物は、上述したオルガノポリシロキサン、上述した架橋剤、および／またはオルガノポリシロキサンとおよび架橋剤の両方の組合せを含む。別の実施態様では、組成物は、有機ポリマー、有機コポリマー、およびこれらの前駆体を全く含まない。この実施態様では、用語「有機ポリマー」は、炭素-炭素結合だけからんばる骨格を有するポリマーを包含する。ポリマーの「骨格」は、重合の結果として生成した鎖であって、個々の原子がその鎖に含まれている鎖を指す。１つの実施態様では、有機ホモポリマー、および全有機コポリマーが、特別に除外される。加えて、オルガノシロキサン-有機コポリマー（すなわち、ポリマーの骨格中に炭素原子とケイ素原子とを両方有するポリマー）も除外され得る。
【００４４】
導入部分で記述したとおり、組成物は、キャリア溶媒を含んでいてもよい。１つの実施態様では、オルガノポリシロキサンおよび／または架橋剤、ならびに任意の添加剤および／または他のポリマーが、組成物の固体部分を形成することができ、繊維１４が形成された後には繊維１４中に留まる。この実施態様では、組成物は、オルガノポリシロキサンおよび／または架橋剤ならびに任意の添加剤および／または他のポリマーの、キャリア溶媒中の分散液として特徴付けられる。このキャリア溶媒の機能は、単に固体部分を運ぶことである。繊維１４の形成中に、キャリア溶媒は、典型的には繊維１４形成に用いる組成物から蒸発し、それによって組成物の固体部分を残す。本発明の目的に好適なキャリア溶媒には、固体部分との均質な溶液混合物の形成を可能にする任意の溶媒が含まれる。典型的には、キャリア溶媒は、固体部分を溶解することができ、かつ、約２５℃の温度で約１から約７６０ｔｏｒｒの範囲の蒸気圧を有する。典型的なキャリア溶媒は、（繊維１４が形成される温度で）約２から約１００の誘電率も有する。適する一般的なキャリア溶媒およびその物理特性を表１に示す。適する一般的なキャリア溶媒は、これらだけに限定されないが、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、メタノール、ジメチルホルムアミド、水、低分子量シリコーン、例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、デカメチルペンタシロキサン（Ｄ５）、オクタメチルトリシロキサン（ＭＤＭ）、デカメチルテトラシロキサン（ＭＤ２Ｍ）、ドデカメチルペンタシロキサン（ＭＤ３Ｍ）、関連物質、ならびにこれらの組合せが挙げられる。加えて、適するキャリア溶媒は、低分子量シリコーン材料、例えば、シクロシロキサン、および２５℃にて１０センチストークス未満の粘度を有する直鎖状シロキサン、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などである。キャリア溶媒のブレンドを用いて、固体部分の溶解度、蒸気圧および誘電率の最も好ましい組合せを得ることができる。
【００４５】
【表１】
0005480152.tif 000003
【００４６】
組成物は、粘度は、２５℃にて少なくとも２０センチストークスの粘度を有していてよい。さまざまな実施態様で、組成物は、２５℃の定温で５ｒｐｍの回転速度で稼働する、熱電池およびＳＣ４−３１スピンドルを備えたブルックフィールド回転ディスク粘度計を用いて、少なくとも２０センチストークス、より典型的には約３０〜約１００センチストークス、最も典型的には、約４０〜約７５センチストークスの粘度を有する。組成物は、０．１〜１０、０．５〜１０、１〜１０，５〜８、または約６Ｐａ・秒のゼロ剪断速度粘度を有していてもよい。加えて、第一および第二の有機モノマー、有機モノマーおよびケイ素モノマー、または少なくとも２種のケイ素モノマーは、組成物中に、組成物の全質量に基づいて、約５質量％〜９５質量％で存在していてよい。さらに、組成物は、組成物の全質量に基づいて、約５質量％〜９５質量％、より典型的には約３５質量％〜９５質量％、最も典型的には約５０質量％〜７０質量％の固形分を有していてよい。
【００４７】
組成物は、０．０１〜２５ｍＳ／ｍの範囲の導電性を有していてよい。さまざまな実施態様では、組成物の導電性は、０．１〜１０、０．１〜５、０．１〜１、０．１〜０．５の範囲にあり、あるいは約０．３ｍＳ／ｍである。組成物は、１０〜１００ｍＮ／ｍの表面張力を有していてもよい。さまざまな実施態様では、表面張力は、２０〜８０、２０〜５０の範囲である。１つの実施態様では、組成物の表面張力は、約３０ｍＮ／ｍである。組成物は、１〜１００の誘電率を有していてもよい。さまざまな実施態様では、誘電率は、５〜５０、１０〜７０、または１〜２０の間である。１つの実施態様では、組成物の誘電率は、約１０である。
【００４８】
繊維１４に戻って、繊維１４は、図１〜図６に示すように、その上に堆積された金属１８を有する。用語「金属」には、金属元素、金属アロイ、金属イオン、金属原子、金属塩、有機金属化合物、金属粒子（物理的に結合された金属原子の塊、化学的に結合された金属原子の集まりを含む）、およびこれらの組合せが含まれ得ることを理解されたい。金属１８は、当分野で知られている任意のものであってよく、繊維１４上に、そのイオンとＳｉ‐Ｈとの反応によって堆積され得るものであってよい。１つの実施態様では、金属１８は、銅、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、およびこれらの組合せの群から選択される。別の実施態様では、金属１８は、金前記、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、これらの塩、ならびにこれらの組合せの群から選択される。さらなる実施態様では、金属１８は貴金属である。貴金属は、典型的には最も反応性が低いと考えられているにもかかわらず、本発明の目的については、貴金属は、化合物のＳｉ‐Ｈと反応することができる。金属１８は、貴金属または上述したいずれかの金属としてさらに定義することができる。
【００４９】
金属１８は、繊維１４上に、当分野で知られている任意の方法で堆積させることができる。１つの実施態様では、金属１８は、繊維１４上に物理的に堆積する。別の実施態様では、金属１８は、繊維１４に結合して、図１１に示すように、金属１８が化学的に繊維１４上に堆積する。さらなる実施態様では、金属１８は、凝集して粒子となる。この粒子は、ナノ粒子、ナノパウダー、ナノクラスター、および／またはナノクリスタルであってよい。典型手には、粒子は、１〜５００、より典型的には２〜１００、最も典型的には５〜１０ナノメートルの大きさを有する。当分野で知られているように、ナノ粒子、ナノパウダー、ナノクラスター、および／またはナノクリスタルには、少なくとも１００ｎｍ未満の次元を有する微視的な（金属）粒子が含まれる。いかなる特定の理論に拘束されることも望まないが、これらの種類の粒子（例えば、ナノ粒子）は、活性領域の増大およびより高い活性に起因して、触媒、光の捕捉、および吸収に関連する用途に重要であろう高い表面積を有し得ると考えられる。粒子の大きさに起因して、量子閉じ込め効果が、粒子が特異な電子的、光学的、および／または時期的現象を示すことを可能にすることも考えられる。
【００５０】
別の実施態様では、金属１８は、繊維１４上に堆積されたフィルムを形成する。このフィルムは、金属原子の単分子膜フィルムであり得る。金属１８は、繊維１４と接触していてよく、繊維１４に結合していなくてよい。あるいは、金属１８は、繊維１４に結合していてもよい。１つの実施態様では、さまざまな金属原子が、繊維に接触していて、かつ、繊維に結合していない一方、他の原子は繊維に同時に結合している。典型的には、金属１８は、化合物のＳｉ‐Ｈと還元反応することによって繊維１４に結合される。いかなる特定の理論に拘束されることも意図しないが、化合物のＳｉ‐Ｈが、還元剤としての役割を果たし、金属１８（例えば、金属のイオン）を、第一陽イオン状態からより低い陽イオン状態または元素状態（例えば、Ｍ０）に還元することが考えられる。
【００５１】
用語「金属」には、１つの金属または２以上の金属を含むことを理解されたい。言い換えれば、繊維１４は、その上に堆積された単一の金属または２以上の金属を含み得る。当然ながら、「単一の金属」には、単一種の金属を指し、単一の金属原子に限定されないことを理解されたい。１つの実施態様では、繊維１４は、その上に堆積された第一および第二の金属を含む。この第一および第二の金属、および任意の追加の金属は、互いに同じであっても異なっていてもよく、上述した金属のいずれであってもよい。第二の金属は、第一の金属が繊維１４に結合されない場合であっても繊維１４に結合され得る。あるいは、第二の金属は、繊維１４に接触しているが、第一の金属が繊維１４に結合している間は繊維１４に結合されない。あるいは、第一および第二の金属の両方が、同時に繊維１４に結合してもよく、あるいは同時に繊維１４に結合されることまく繊維１４に接触していてよい。
【００５２】
１つの実施態様では、物品１２は、化合物と金属１８との反応生成物を含む繊維１４からできている。別の実施態様では、物品１２は、エレクトロスピニングされたものであり、化合物と、銅、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、およびこれらの組合せの群から選択される金属１８との反応生成物から形成された不織繊維１４を含むマットとしてさらに定義することができる。上述したとおり、化合物が金属１８と反応する場合、典型的には、金属のイオンが化合物のＳｉ‐Ｈによる還元反応によって反応する。これにより、金属イオンが、上述したとおり、第一の陽イオン状態からより低い陽イオン状態または元素状態に還元されると考えられる。これらの実施態様ではいずれも、化合物と金属１８は、上述したものと同じであってよい。金属１８が繊維１４上に堆積される際に、繊維の色が変化し、元素状態の金属１８の存在が示され得る。
【００５３】
繊維１４、化合物、および／または組成物は、添加剤を含むこともできる。添加剤には、これらだけに限定されないが、導電性改良剤、界面活性剤、塩、染料、着色剤、レベリング剤、およびこれらの組合せが含まれ得る。導電性改良剤成分は、優れた繊維の形成に貢献し得、特に繊維１４がエレクトロスピニング工程（以下にさらに詳述する）によって形成される場合には、繊維１４の直径を最小限にすることをさらに可能にする。１つの実施態様では、導電性改良材は、一般に、アミン、有機塩、および無機塩、ならびにこれらの組合せの群から選択される。典型的な導電性改良剤として、アミン、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、第三級スルホニウム塩、および無機塩と有機クリプタンドとの混合物が挙げられる。より典型的な導電性改良剤として、第四級アンモニウムをベースとした有機塩、以下に限定されないが、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、塩化フェニルトリメチルアンモニウム、塩化フェニルトリエチルアンモニウム、臭化フェニルトリメチルアンモニウム、ヨウ化フェニルトリメチルアンモニウム、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム、臭化ドデシルトリメチルアンモニウム、ヨウ化ドデシルトリメチルアンモニウム、塩化テトラデシルトリメチルアンモニウム、臭化テトラデシルトリメチルアンモニウム、ヨウ化テトラデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、およびヨウ化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムが挙げられる。添加剤成分は、繊維１４に存在する場合、物品１２中の繊維１４の全質量に基づいて約０．０００１から約２５％、典型的には約０．００１から約１０％、より典型的には約０．０１から約１％の量で存在することができる
【００５４】
物品１２に加えて、本発明は、物品１２の製造方法も提供する。物品１２は、これだけに限定されないが、エレクトロスピニング、エレクトロブローイング、およびこれらの組合せを含む、当分野で知られている任意の方法によって形成させることができる。１つの実施態様では、本方法は、化合物（化合物は、例えば溶媒と共に全体としての組成物に含められる）のエレクトロスピニングによって繊維１４を形成させる工程を含む。このエレクトロスピニング工程は、当分野で知られている任意の方法によって実施することができる。エレクトロスピニングの工程では、図１０で示すように、エレクトロスピニング装置２０を利用する。当然ながら、本方法は、このような装置の使用には限定されない。
【００５５】
当分野で知られているように、エレクトロスピニングの工程は、典型的には、電荷を用いて繊維１４を形成させることを含む。典型的には、繊維１４を形成させるための組成物を、シリンジ２２に投入し、その組成物を、シリンジポンプを有するシリンジ２２の先端２４に送る。このシリンジポンプによって、繊維１４を形成させるための組成物の流速をコントロールすることが可能になる。繊維１４を形成させるための組成物のシリンジ２２の先端２４への流速は、繊維１４の形成に影響を与え得る。シリンジ２２の先端２４への組成物の流速は、典型的には、約０．００５ｍｌ／分から約１０ｍｌ／分、典型的には約０．００５ｍｌ／分から０．１ｍｌ／分、より典型的には約０．０１ｍｌ／分から０．１ｍｌ／分、最も典型的には０．０２ｍｌ／分から約０．１ｍｌ／分であり得る。１つの実施態様では、シリンジ２２の先端２４への組成物の流速は、約０．０５ｍｌ／分であってよい。別の実施態様では、シリンジ２２の先端２４への組成物の流速は、約１ｍｌ／分であってよい。
【００５６】
形成された後、液滴は、高圧電場に曝される。高圧電場の非存在下では、液滴は、その表面張力の結果として、通常、半球状にシリンジ２２の先端２４から射出する。電場を適用すると、典型的には、球状から円錐形状へのねじれが引き起こされる。液滴形状でのこのねじれについて一般に認められた説明は、液滴内の表面張力が電気力で中和されるということである。図１０に示すように、組成物の狭い直径のジェット２８がこの円錐の先端から放射される。特定のプロセス条件下で、組成物のジェット２８は、図１０に示すように、「ホイッピング（吹き付け：ｗｈｉｐｐｉｎｇ）」の不安定性３０の現象を受ける。このホイッピング不安定性により、ジェット２８の分岐の繰り返しを生じ、繊維１４の網目構造を産出する。繊維１４は典型的にはコレクター板３６上に集められる。組成物がキャリア溶媒を含む場合、キャリア溶媒は典型的にはエレクトロスピニング工程中に蒸発し、繊維１４を形成させるための組成物の固体部分を後に残す。
【００５７】
コレクター板３６は、典型的には、固体の導電性材料、例えば以下に限定されないが、アルミニウム、スチール、ニッケル合金、シリコンウエハー、ナイロン(登録商標)布地、およびセルロース（例、紙）などから形成される。コレクター板３６は、繊維１４のエレクトロスピニングの間、繊維１４を通る電子流のためのアースとしての役割を果たす。時間が経つにつれて、コレクター板３６上に集められた繊維１４の数が増加し、例えば不織繊維マットがコレクター板３６上に形成される。あるいは、固体コレクター板３６の使用に代えて、繊維１４を、電気を通し、組成物または化合物の非溶媒である液体の表面で集め、これによって自立性物品、例えば、自立性不織マットなどを実現することができる。繊維１４を集めるために用いることができる液体の一例は、水である。
【００５８】
種々の実施態様では、エレクトロスピニングの工程は、図１０に示すように、約１０から約１００キロボルト（ｋＶ）の発電能力を有する電源２６（例えば、直流発電機など）からの電気の供給を含む。特に、シリンジ２２は電気的に発電機２６に接続される。液滴を高圧電場に曝す工程は、典型的には、シリンジ２２に電圧を印加し、電流を流す工程を含む。印加電圧は、約５ｋＶから約１００ｋＶ、典型的には約１０ｋＶから約４０ｋＶ、より典型的には約１５ｋＶから約３５ｋＶ、最も典型的には約２０ｋＶから約３０ｋＶであり得る。一つの具体例では、印加電圧は、約３０ｋＶであり得る。流れる電流は、約０．０１ｎＡから約１００，０００ｎＡ、典型的には約１０ｎＡから約１０００ｎＡ、より典型的には約５０ｎＡから約５００ｎＡ、最も典型的には約７５ｎＡから約１００ｎＡであり得る。一つの具体例では、電流は約８５ｎＡである。
【００５９】
電気を供給する工程の間、上述したように、コレクター板３６は第一電極としての役割を果たし、図１０に示すように、第二電極として役割する最上板４０と組み合わせて用いることができる。コレクター板３６と最上板４０とは、典型的には、約０．００１ｃｍから約１００ｃｍ、典型的には約２０ｃｍから約７５ｃｍ、より典型的には約３０ｃｍから約６０ｃｍ、最も典型的には約４０ｃｍから約５０ｃｍの距離で、互いに対して隔たっている。一つの実施態様では、コレクター板３６と最上板４０とは約５０ｃｍの距離で隔たっている。
【００６０】
典型的には、エレクトロスピニングの際、６０℃の周囲温度において化合物は固体または半固体である。より典型的には、エレクトロスピニングの際、６０℃の加工温度において化合物は固体または半固体である。１つの実施態様では、エレクトロスピニングの工程は、溶液中の化合物をエレクトロスピンする工程（すなわち、最初の部分で述べたように、組成物をエレクトロスピンする工程）のとしてさらに定義される。
【００６１】
エレクトロスピニングの工程に加えて、あるいはエレクトロスピニングの工程の変わりに、本方法は、化合物のエレクトロブローイングの工程を含むことができる。エレクトロブローイングの工程は、典型的には、組成物（例えば、本発明の組成物など）の液滴を、シリンジの先端に形成させ、この液滴を、高圧電場に曝す工程を含む。加えて、典型的には、吹き付けガスまたは供給ガスの流れを液滴に適用して、コレクター板上に繊維を形成させる。エレクトロブローイング法の非限定的な例および装置は、国際公開第２００６／０１７３６０号に記載されている。特にこれらの方法および装置に向けられた国際公開第２００６／０１７３６０号のこれらの節の記載を、参照により明示的に本明細書に組み込む。
【００６２】
エレクトロスピニングの工程および／またはエレクトロブローイングの工程に加えて、本方法は、金属１８を繊維１４上に堆積させて、物品１２を形成させる工程を含む。この堆積させる工程は、当分野で知られている任意の方法によって起こらせることができる。１つの実施態様では、堆積させる工程は、金属１８と繊維１４とを接触させる工程を含む。別の実施態様では、堆積させる工程は、金属１８を、化合物のＳｉ‐Ｈと反応させる工程を含む。さらに別の実施態様では、堆積させる工程は、化合物のＳｉ‐Ｈを、金属１８と還元反応によって反応させる工程を含む。堆積させる工程は、単一の金属または複数の金属を繊維上に堆積させる工程としてさらに定義することができる。１つの実施態様では、堆積させる工程は、繊維１４を、以下に詳細に記述する金属１８を含む溶液中に浸漬させる工程としてさらに定義することができる。
【００６３】
あるいは、本方法が、化合物を、金属１８を含む溶液中に浸漬させる工程を含むことも想定される。１つの実施態様では、堆積させる工程は、繊維１４を、前記溶液中に浸漬させる工程としてさらに定義され、本方法は、化合物を、前記溶液に浸漬させる工程を含む。代替的な実施態様では、溶液は、水溶液である。別の実施態様では、金属１８を、金属塩として溶液に添加する。この金属塩は、これらだけに限定されないが、ハライド塩（例えば、クロライドなど）、および一般化学式：［Ｘ＋］［Ｙ＋］［Ｚ−］または［Ｙ＋］［Ｚ−］の塩（式中、Ｘは、金属、水素原子、または陽イオン生成種であり、Ｙは、本発明の金属１８であり、Ｚは、陰イオン生成種である）が挙げられる。これらの塩のそれぞれにおいて、Ｘ、Ｙ、およびＺの電荷はゼロに調整するべきである。このような塩の具体例には、ＡｕＣｌ３、ＰｔＣｌ２、ＰｄＣｌ２、ＲｈＣｌ３、ＩｒＣｌ３−ｘＨ２Ｏ、ＮａＡｕＣｌ４、ＨＡｕＣｌ４、ＫＰｔＣｌ６、ＡｇＮＯ３、Ａｇ（ＯＣＯＲ）（式中、Ｒは、アルキル基またはアリール基である）、ＣｕＸまたはＣｕＸ２（式中、Ｘは、ハロゲンである）、Ｃｕ（ＯＯＣＲ）２（式中、Ｒは、アルキル基またはアリール基である）、およびこれらの組合せが含まれる。
【００６４】
この方法は、繊維１４のアニーリング工程を含むこともできる。この工程は、当技術分野で知られている任意の方法により達成することができる。一つの実施態様では、このアニーリング工程は、繊維１４の疎水性を向上させるために用いることができる。別の態様では、アニーリング工程は、繊維１４のミクロ相の規則性を高めることができる。アニーリング工程は物品１２を加熱する工程を含んでいてよい。典型的には、アニーリング工程を実施するために、物品１２を、約２０℃の周囲温度より高い温度に加熱する。より典型的には、物品１２を、約４０℃から約４００℃、最も典型的には約４０℃から約２００℃の温度に加熱する。物品１２の加熱は、物品１２内の繊維接合部の融合の増大、繊維１４内での化学的または物理的結合の形成（一般に「架橋」といわれる）、繊維の１種以上の成分の揮発、および／または繊維１４の表面モルホロジーの変化をもたらしうる。
【実施例】
【００６５】
２つの系列の繊維および相当する不織マット（すなわち、本発明の物品）を、本発明の方法にしたがって形成させる。第一の系列の不織マットは、第一および第二のケイ素モノマーの重合生成物を含む化合物から形成された繊維を含む。第二の系列の不織マットは、ケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物を含む化合物から形成された繊維を含む。形成させた後、各繊維を金属含有溶液に曝して、繊維上に金属を堆積させ、本発明の物品を形成させる。
【００６６】
［第一および第二のケイ素モノマーの重合生成物から形成された繊維］
一般式［Ｒ３ＳｉＯ１／２］［ＳｉＯ４／２］（式中、Ｒは、メチル基である）によって表されるオルガノポリシロキサン４．８ｇと、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーン１．２ｇを、イソプロピルアルコールとジメチルホルムアミドとの１：１混合液４ｇに加え、混合して溶液を形成させる。混合後、溶液は、透明、無色、かつ均一である。次いで、この溶液を、シリンジに充填し、シリンジポンプに取り付けたシリンジのステンレススチールチップ（内径０．０４０インチ（０．１０ｃｍ））に送る。シリンジポンプが、シリンジチップのところに溶液の液滴を形成する。チップの先端の液滴に電場を印加し、液滴が細い白色の繊維に引き伸ばされて、接地されたアルミニウム箔片上に噴出される（エレクトロスピニングにより繊維化する）。このエレクトロスピニング工程は、２０ｃｍのプレート間隔、チップの突出部３ｃｍ、電位差３５ｋＶ、および流速１０ｍＬ／時間で実施する。形成される白色繊維は、１０ミクロンの平均直径を有し、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、いくらかのぽつぽつとした穴を有する滑らかな表面を有している。次いで、この繊維を、アルミニウム箔から掻き取り、さらなる反応に用いる。
【００６７】
［ケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物から形成された繊維］
約１６８℃のＴｇを有するシリコーンポリエーテルイミドコポリマー１２ｇと、重合度５０を有し且つメチル水素シリコーン３ｇを、ジクロロメタンとジメチルホルムアミドとの２：１混合液４８ｇに加え、混合して溶液を形成する。混合後、溶液は黄色且つ不透明である。次いで、この溶液を、シリンジに充填し、シリンジポンプに取り付けたシリンジのステンレススチールチップ（内径０．０４０インチ（０．１０ｃｍ））に送る。シリンジポンプが、シリンジチップのところに溶液の液滴を形成する。チップの先端の液滴に電場を印加し、液滴が細い白色の繊維に引き伸ばされて、接地されたアルミニウム箔片上に噴出される（エレクトロスピニングにより繊維化する）。このエレクトロスピニング工程は、３０ｃｍのプレート間隔、チップの突出部３ｃｍ、電位差３０ｋＶ、および流速１ｍＬ／分で実施する。形成される白色繊維は、１０ミクロンの平均直径を有し、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、でこぼこの表面外観を有している。次いで、この繊維を、アルミニウム箔から掻き取り、さらなる反応に用いる。
【００６８】
次いで、第一および第二のケイ素モノマーの重合生成物から形成された繊維を、金属で官能化した。すなわち、以下の方法にしたがって、次に金属を繊維上に堆積させる。
【００６９】
［繊維上に堆積された金］
０．０１ｇのＡｕＣｌ３を、１０ｇのＨ２Ｏ／エタノール（１：１）溶液に添加する。次いで、ペトリ皿内の過剰量の前記の溶液中に、少量の繊維を置く。５分後、淡いマゼンタ色が繊維の表面上に視認可能となる。３０分後、この色が深いマゼンタ（赤紫色）に変化する。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜５００ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量の塩素（Ｃｌ）が検出されるだけであり、Ａｕ＋３がＳｉ‐Ｈによって還元されてＡｕ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７０】
［繊維上に堆積された銀］
０．０１ｇのＡｇＮＯ３を、１０ｇのＨ２Ｏ／エタノール（１：１）溶液に添加し、無色の溶液を得る。次いで、ペトリ皿内の過剰量の前記の溶液中に、少量の繊維を置く。１時間後、黄色が繊維の表面上に視認可能となる。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜５００ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量の窒素（Ｎ）が検出されるだけであり、Ａｇ＋１がＳｉ‐Ｈによって還元されてＡｇ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７１】
［繊維上に堆積された白金］
０．０１ｇのＰｔＣｌ２を、９％のポリエチレングリコール、１５％のポリ(エチレンオキシド)モノアリルエーテル、および７６％の1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(プロピル(ポリ(ＥＯ))ヒドロキシ)トリシロキサンのＨ２Ｏ中０．１質量％溶液１０ｇに添加し、黄灰色溶液を得る。次いで、ペトリ皿内の過剰量の前記の溶液中に、少量の繊維を置く。２４時間後、明るい灰色が繊維の表面上に視認可能となる。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜５００ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量の塩素（Ｃｌ）が検出されるだけであり、Ｐｔ＋２がＳｉ‐Ｈによって還元されてＰｔ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７２】
［繊維上に堆積されたパラジウム］
０．０１ｇのＰｄＣｌ２を、９％のポリエチレングリコール、１５％のポリ(エチレンオキシド)モノアリルエーテル、および７６％の1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(プロピル(ポリ(ＥＯ))ヒドロキシ)トリシロキサンの０．１質量％溶液１０ｇに添加し、明るい灰色の溶液を得る。次いで、ペトリ皿内の過剰量の前記の溶液中に、少量の繊維を置く。４８時間後、黒色が繊維の表面上に視認可能となる。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜５００ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量の塩素（Ｃｌ）が検出されるだけであり、Ｐｄ＋２がＳｉ‐Ｈによって還元されてＰｄ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７３】
［繊維上に堆積されたロジウム］
０．０１ｇのＲｈＣｌ３を、９％のポリエチレングリコール、１５％のポリ(エチレンオキシド)モノアリルエーテル、および７６％の1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(プロピル(ポリ(ＥＯ))ヒドロキシ)トリシロキサンのＨ２Ｏ中０．１質量％溶液１０ｇに、約５ｇのエタノールとともに添加し、緑灰色の溶液を得る。次いで、ペトリ皿内の過剰量の前記の溶液中に、少量の繊維を置く。２４時間後、橙色が繊維の表面上に視認可能となる。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜５００ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量の塩素（Ｃｌ）が検出されるだけであり、Ｒｈ＋３がＳｉ‐Ｈによって還元されてＲｈ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７４】
［繊維上に堆積されたイリジウム］
０．０１ｇのＩｒＣｌ３・ｘＨ２Ｏを、９％のポリエチレングリコール、１５％のポリ(エチレンオキシド)モノアリルエーテル、および７６％の1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(プロピル(ポリ(ＥＯ))ヒドロキシ)トリシロキサンのＨ２Ｏ中０．１質量％溶液１０ｇに添加し、黄褐色の溶液を得る。次いで、ペトリ皿内の過剰量の前記の溶液中に、少量の調製した繊維を置く。２４時間後、薄黄色が繊維の表面上に視認可能となる。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜５００ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量の塩素（Ｃｌ）が検出されるだけであり、Ｉｒ＋３がＳｉ‐Ｈによって還元されてＩｒ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７５】
ケイ素モノマーおよび有機モノマーの重合生成物から形成される繊維は、次に金属で官能化される。すなわち、次に、以下の方法にしたがって、金属を繊維上に堆積させる。
【００７６】
［繊維上に堆積された白金］
０．１ｇのＰｔＣｌ２を、ビーカー中で５００ｇのＨ２Ｏ中に希釈した０．５ｇの９％のポリエチレングリコール、１５％のポリ(エチレンオキシド)モノアリルエーテル、および７６％の1,1,1,3,5,5,5-ヘプタメチル-3-(プロピル(ポリ(ＥＯ))ヒドロキシ)トリシロキサンからなる混合物の溶液に添加し、淡灰色の溶液を得る。４ｇの上記の繊維を次にこの溶液に入れ、磁気撹拌プレートで混合した。２４時間後、灰色が繊維の表面上に視認可能となる。４日後、繊維は濃い灰色であり、溶液は無色である。この繊維の走査型電子顕微鏡画像は、繊維の表面上の分離した丸い隆起物の存在を示している。これらの隆起物は、直径５〜１５０ｎｍの大きさの範囲にあり、繊維の全表面にわたって広がっている。化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）では、繊維の表面上に痕跡量のＣｌが検出されるだけであり、Ｐｔ＋２がＳｉ‐Ｈによって還元されてＰｔ０ナノ粒子を形成することを示している。その上に堆積された金属を含むこの繊維は、本発明の物品を形成する。
【００７７】
上に示した例は、繊維がエレクトロスピニング（電気紡糸法）によって効率的に形成され、わずかな工程数で、本発明の方法を用いて、繊維上に金属が堆積されることを実証している。加えて、エレクトロスピニングの工程が、小さな直径を有する繊維の効率的な形成と、繊維上に堆積した金属のナノ構造を含む階層構造の形成を可能にしている。
【００７８】
本発明を例示的方法で説明しているが、用いた用語は説明の性質のものであって、限定するものではないことを意図している。明らかに、本発明の多くの修飾及び変形が上記の教示に照らして可能であり、本発明は具体的に記載したものとは別のやり方で実施することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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